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纸浆漂白技术及其发展趋势2013
(二)碱处理(E)
1、主要反应 (1)氯化木素的溶解 (2)树脂酸和脂肪酸的皂化 (3)碱精制时,半纤维素去除,α-纤维素含量上升,碱处理后要洗 涤,以除去溶出的木素和碳水化合物。 2、工艺参数 (1)用碱量 (2)pH值 终点pH 9.5-11 (3)温度 温度上升,扩散增加。 (4)浆浓 一般8-15%,浆浓上升,化学品浓度增加,反应加快,药 耗降低,能耗下降,生成能力上升。 (5)时间 60-90min,温度上升,时间下降 (6)Eo,Ep,Eop 漂剂来源丰富,设备、操作简单,使用方便 缺点,漂浆质量差(白度低、粘度低、易返黄)、漂白废水负荷重、 AOX超标;
一、前言
国内传统纸浆漂白技术,CEH三段漂、次氯酸盐单段
漂等典型技术;
国内漂白技术新发展,无元素氯漂白(ECF)、全无
氯漂白(TCF)技术;
国家政策引导,淘汰CEH、重点发展ECF、TCF技术。
二、CEH漂白技术
(一)氯化(C)
从经济上来说,氯化除木素最经济、方便,但近年来在氯化废
(三)次氯酸盐补充漂白(H)
(四)CEH已不符合当前国家相关政策
传统非木材原料纸浆,主要采取C E H三段漂白工艺进
行生产,但CEH三段漂白工艺存在漂白白度和得率低、 纸浆黏度损失大、废水负荷重和废水AOX严重超标的 缺点。 国家发改委于2007年11月颁布的《造纸产业发展政策》 第四章明文规定“鼓励发展应用高得率制浆技术,生物 技术,低污染制浆技术,中浓技术,无元素氯或全无氯漂 白技术”,第二十三条规定“禁止新上项目采用元素氯 (即液氯)漂白工艺(现有企业应逐步淘汰)”[1]。 2008年8月开始实施的《制浆造纸工业水污染物排放 标准》(GB3544-2008)中规定:对现有制浆造纸企业,在 车间废水排放口AOX排放标准为15m g/L(排水量 60m3/t);对新建企业,在车间废水排放口AOX排放标准 为12mg/L(排水量60m3/t)[2]。
二氧化氯分子结构图
二氧化氯三电子二键的共振结构
3、二氧化氯的氧化性
二氧化氯中含氯52.6%,从Cl4+→Cl-的氧化过程中有
五个电子转移,故其有效氯含量为52.6%×5=263%, 氧化能力是氯气的2.63倍,有关电极电势如下:
ClO2+4H++5e-=Cl-+2H2O ClO2+H++e-=HClO2 ClO2+e-=ClO2-
(三)TCF技术国内应用
1、国内木材制浆工艺中尚无TCF漂白流程; 2、非木材制浆企业中,先后有四川永丰 (竹子)、新疆博湖苇业(芦苇)、河 南白云纸业(麦草)把原TCF流程改为 ECF(二氧化氯)漂白流程,包括广西 博冠纸业(蔗渣),上项目时按TCF报 批,建设时也配套了二氧化氯制备站和 ECF漂白设备。
水中发现二噁英(Dioxins)。 1、氯与木素的反应 取代反应 氧化反应 2、氯与碳水化合物的反应 氯化脱木素有一定的选择性,但氯化后,粘度下降,说明碳 水化合物降解。 氯对配糖键的攻击,键断裂生成醛糖和糖醛酸末端基。 伯醇醛、仲醇醛可能氧化成醛基和酮基,但不直接导致断裂。 3、影响氯化的因素 用氯量、pH值、温度、浆浓、时间、混合效果
小 结
1、为什么ECF漂白技术推广适合目前国情? 2、二氧化氯究竟是什么东西?
四、ECF漂白技术、二氧化氯漂白机理及应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 国际上常用的ECF漂白工艺流程有,
DED,DEoDD,DEopDD等;
“D”就是二氧化氯; ClO2 ,高效、氧化当量5,
选择性好。
二氧化氯水溶液
(一) ClO2性质
纸浆漂白技术及其发展趋势
周 茂 贤
南 宁 2012.06
指 引
一、前言 二、CEH漂白技术 (一)氯化(C) (二)碱处理(E) (三)次氯酸盐补充漂白(H) (四)CEH已不符合目前环境保护政策 三、TCF漂白技术 (一)TCF漂白技术 (二)ECF和TCF漂白工艺的比较 (三)国内工程应用 四、ECF漂白技术、二氧化氯漂白机理及应用(重点) (一) ClO2的性质 (二)二氧化氯漂白机理 (三)影响ClO2漂白因素 (四)二氧化氯制备技术 (五)ECF工程应用(南宁糖业) (六)效益对比 (七)水污染物达标排放 五、结语
φ*= 1.511V φ* = 1.275V φ* =1.16V
从以上电极电势可以看出,无论在酸性或碱性条件下,
无论被还原到何种程度,二氧化氯都有很强的氧化性。
(二)二氧化氯漂白机理
1、二氧化氯漂白能力强的原因
二氧化氯漂白主要是通过ClO2游离基放出原子氧,对木素发色
基团的一系列氧化作用来实现。如式(4-1)所示,在一系列的氧化 过程中,1分子ClO2得到5个电子,最终被还原成负1价的Cl-。而1
1、性质 有刺激性气味、有毒、腐蚀性和爆炸性,易溶于水 。 2、二氧化氯的分子结构 二氧化氯的价层电子总数为19,有一孤电子对和孤电子 各占一个轨道,分子构型为V型,OClO键角为117.40°, Cl-O键长为0.147nm,呈双键特性,虽然是奇电子分子 (有顺磁性),但是没有明显的二聚倾向。二氧化氯的分 子结构可以由生成三电子π键的共振结构来描述。
(二)ECF和TCF漂白工艺的比较
1、漂白浆的质量 ECF的白度、强度、白度稳定性、洁净度均比 TCF好,TCF可达到高白度,但强度损失大; 2、漂白浆得率 TCF比ECF低1-2%; 3、漂白程度 TCF高些; 4、对环境影响 TCF 不会产生有机氯化物; ECF AOX可在0.5Kg/t浆以下,BOD、COD、 色度等与TCF无大的差别。
天成纸业CEH漂白装置外景
天成纸业漂白车间三楼
真空洗浆机
三、TCF漂白技术
主要使用氧气O2、臭氧O3、双氧水 H2O2、螯合剂Q等,常见流程Q-EOP- ZQ-P;
(一)TCF漂白技术 1、全无氯漂白,是不用任何含氯漂剂; 2、TCF漂白是实现无废水排放(Totally effluent free)的一个重要步骤。